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infotek 2024-11-11 07:54

基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) [;bLlS,  
应用示例简述 8h=XQf6k0  
1. 系统细节 oc3/ IWII  
 光源 *BV .zbGm  
— 高斯激光束 Bf.RYLsh6  
 组件 bBf+z7iyc  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 <dZ{E7l  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 c1f6RCu$b  
 探测器 SE1 tlP  
— 视觉感知的仿真 62q-7nV  
— 高帽,转换效率,信噪比 ' =kX   
 建模/设计 rv[\2@}  
— 场追迹: q]aRJ`9f  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 3`y:W9!u  
f\JyN@w+  
2. 系统说明  S_atEmQ  
6r`g+Js/  
8MdKH7  
?bEYvHAzg  
3. 建模&设计结果 ~tWBCq 6  
POf \l  
不同真实傅里叶透镜的结果: k dqH36&<  
\]D;HR`vo  
b]~M$y60q  
>; Bhl|r~z  
4. 总结 QZY (S*Up  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 a ]*^uEs  
VQCPgs  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 j8b:+io  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 l40$}!!<  
xFJ>s-g*  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 `u-}E9{  
5"sF#Y&  
应用示例详细内容 pGC`HTo|  
Kr<O7t0X  
系统参数 Oj2[(7 mO/  
Mo/xEB/O  
1. 该应用实例的内容 >/>a++19  
$t]DxMd  
&&JMw6 &[`  
=F`h2A;a  
1_' ZbZv4h  
2. 仿真任务 5segzaI  
Au {`o xD  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 ~ M"[FYw[  
;RrfE8mGj  
3. 参数:准直输入光源 ZE9*i}r  
'K`)q6m  
F'K{=  
9'tM65K  
4. 参数:SLM透射函数 k;)L-ge9  
Lh+^GQ  
FvkKM+?F  
5. 由理想系统到实际系统 q*T+8 O  
PU8R 0r2k\  
rScmUt  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 f7`y*9^  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 $R^"~|m3M  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 Y3thW@mD05  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 A4# m&o  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 NzEuiI}  
W&"FejD  
rnW i<Se  
7S Qu  
wiutUb Y  
应用示例详细内容 i,~{{XS<  
Q|0[B4e^:  
仿真&结果 FGZOn5U6'  
!:>y.^O  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ,+JAwII>O  
}SYvGp{J,  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 NZl0sX.:  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 /5o~$S  
 为优化计算加入一个旋转平面 :!R+/5a  
u^`B#b '  
shi#K<gVC  
6L2.88 i  
2. 参数:双凸球面透镜 zRz3ot,|  
uv@4/M`  
]-O:|q>]  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 7==Uoy*O  
 由于对称形状,前后焦距一致。 SDot0`s>  
 参数是对应波长532nm。 %9M_ * ]  
 透镜材料N-BK7。 fQv^=DI#  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ?&Lb6(}e  
b&!X#3(KT  
l<gg5 Zea  
`=FfzL  
Oh|Hy/&6W  
{AB0 PM;-  
3. 结果:双凸球面透镜 . [C ~a  
m:'fk;khN  
YpAjZQZ,  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 aK,G6y  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 kQYX[e7n  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 :#+VH_%N  
|n~- LH++  
N5 g!,3  
HQ]g{JVld\  
@o_-UsUX  
4. 参数:优化球面透镜 ]A'E61t<n  
_PJd1P.k  
oas}8A)  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 rR/PnVup  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 gi~*1RIel;  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 Uc6P@O*,  
 透镜材料同样为N-BK7。 (A?/D!y  
aQcJjF5x  
2jA-y!(e  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ZXp=QH+f  
z`'{l {  
uP<tP:  
c\7~_w2  
5. 结果:优化的球面透镜 WOquG  
G/=tC8eX  
!A g W @  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 B!6?+< J"  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 S)p1[&" M  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %I?uO( @  
tK0?9M.)  
Eufw1vDa  
Bh<)e5lP:  
6. 参数:非球面透镜 RP!X 5  
um ,Zt  
r65/O5F  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 k\I+T~~xD  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 fp u^  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 X)x$h{ OE  
6Xbo:#  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 (@[c;+x  
"1yXOy^2  
Xb.WI\Eh  
0escp~\Z  
8 Zhx&  
7. 结果:非球面透镜 } U\n:@:2B  
v?vm-e  
'+JU(x{CCl  
 生成期望的高帽光束形状。 |aIY  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 *\L\Bzm  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 3%p^>D\  
AQ7w5}g+V  
?@!dc6   
-YPUrU[)  
EPkmBru ^  
8. 总结 /J9|.];%r  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 h0_od/D1r  
2= S;<J  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Y`.FSs  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Xz4T_-X8d  
R9xhO!   
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 68 vu  
[Wf%iwB  
扩展阅读 sba+J:#w  
@|BaZq,g  
扩展阅读 u?,M`w0'  
 开始视频 $q%r}Cdg  
-     光路图介绍 SoC3)iqv/  
 该应用示例相关文件: lXso@TNrZ0  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 RzgA;ZC'  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
H!PMb{e  
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